练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    16．如图所示，两根轻绳同系一个质量m=0.1kg的小球，两绳的另一端分别固定在轴上的A、B两处，上面绳AC长L=2m，当两绳都拉直时，与轴的夹角分别为30°和45°，小球随轴一起在水平面内做匀速圆周运动，（g取10m/s2）求：
    （1）当AC，BC均处于拉直状态，且BC绳拉力恰好为零时，小球的角速度为多少？
    （2）当AC，BC均处于拉直状态，且AC绳拉力恰好为零时，小球的角速度为多少？
    （3）当小球的角速度为ω=4rad/s时，上下两轻绳拉力各为多少？

    分析 当AC绳拉直但没有力时，BC绳子拉力的水平分力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求出此时的角速度，当BC绳拉直但没有力时，AC绳子拉力的水平分力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求出角速度，当角速度处于两者之间时，两绳均张紧；当ω=4rad/s时，AC、BC绳子拉力的水平分力的合力提供向心力，竖直方向分力之和与重力平衡，根据牛顿第二定律列式求解．

    解答 解：（1）当恰好只有AC绳拉紧，而BC绳拉直但无拉力时，根据牛顿第二定律，有：
    mgtan30°=mω2r
    解得：ω=2.4 rad/s
    （2）当AC绳拉直但没有力时，即FT1=0时，由重力和绳BC的拉力FT2的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
    mgtan45°=mωmax2r
    其中：r=l•sin30° 
    解得：ωmax=3.16 rad/s
    （3）由（1）（2）可知当2.4 rad/s＜ω＜3.16 rad/s时两绳均张紧．
    当ω=4 rad/s时，AC绳无拉力，
    BC绳与杆的夹角θ＞45°．
    设此时BC与竖直方向的夹角为θ，对小球有：T2cosθ=mg
    ${T}_{2}sinθ=m{ω}^{2}BCsinθ$
    而ACsin30°=BCsin45°
    联立可解得  T2=2.3N，T1=0．
    答：（1）当恰好只有AC绳拉紧，而BC绳拉直但无拉力时，球的角速度大小为2.4 rad/s；
    （2）小球的角速度为3.16 rad/s；
    （3）当ω=4rad/s时，AC绳拉力为0，BC绳拉力2.3N．

    点评 本题中球做匀速圆周运动，拉力的水平分力提供向心力，关键受力分析后根据牛顿第二定律列式求解．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．在杂技节目水流星表演中，碗的质量m为0.1kg，内部呈水质量M为0.4kg，拉碗绳子长L为0.5m，使碗在竖直平面内作圆周运动 （g=10m/s2），求：
    （1）如果水在最高点恰好不流出碗，求这时最小的速度？
    （2）通过最低点v2=10m/s，碗在最低点时绳的拉力及水对碗的压力？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动，三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起．碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
    （1）滑块A、B碰撞时损失的机械能；
    （2）滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；
    （3）若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？（结果可用根号表示）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．一列简谐横波向x轴负方向传播，在t=0时的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置的坐标分别为（-1，0）、（-7，0）．已知t=0.7s时，质点P第二次出现波峰，下列说法正确的是（　　）
    A．该波的波长为5m
    B．该波的波速为10m/s
    C．振源的起振方向沿y轴负方向
    D．当质点Q位于波峰时，质点P位于波谷
    E．t=0.9s时，质点Q第一次出现波峰

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．一辆汽车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶，突然发现前面有障碍物，于是立即制动做匀减速直线运动，2s后的速度减为16m/s．求：
    （1）汽车刹车时的加速度为多少？
    （2）刹车后15s时的速度为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．如图所示为一列向左传播的横波的图象，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经△t=0.2s时刻的波形，已知波长为2m，下列说法正确的是（　　）
    A．波的周期的最大值为2s
    B．波的周期的最大值为$\frac{2}{9}$s
    C．波的速度的最小值为9m/s
    D．这列波不能发生偏振现象
    E．这列波遇到直径r=1m的障碍物会发生明显的衍射现象

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．下列说法正确的是（　　）
    A．曲线运动的速度大小可能不变
    B．曲线运动的速度方向可能不变
    C．曲线运动一定是变速运动
    D．做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．质点从静止开始做匀加速直线运动，从开始运动起，通过连续三段位移所用的时间分别为1s、2s、3s，这三段的位移之比应是1：8：27．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．下列说法正确的是（　　）
    A．所有的核反应都会释放大量的核能
    B．光电效应是光具有粒子性的有力证据
    C．牛顿第一定律揭示了力与惯性的关系：力可以改变物体的惯性
    D．安培首先发现了电流磁效应，掲示了电与磁的联系

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案